PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Auto-wireless battery charging system for medical and healthcare applications

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Automatyczny bezprzewodowy system ładowania akumulatorów do zastosowań medycznych i opieki zdrowotnej
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The explosive growth of smart wearable devices has led to significant interest in harvesting human motion energy, especially during walking, for clinical and health purposes. The use of such energy offers a feasible way forward to significantly surpass the battery power limits for implantable and wearable devices. In this study, a complete system is designed to produce electrical energy from human walking then transfer the generated power wirelessly to the intended distance to charge a portable device without the need to substitute the power sources. Lead Zerconate Titanate (PZT)-5H has been implemented with customised specifications to estimate and harvest energy in one step. The obtained experimental results of the generated and stored energy using the proposed design agree with the theoretical results obtained through the calculations. Further investigations are required to improve the proposed system.
PL
Gwałtowny rozwój inteligentnych urządzeń do noszenia doprowadził do znacznego zainteresowania pozyskiwaniem energii ruchu człowieka, zwłaszcza podczas chodzenia, do celów klinicznych i zdrowotnych. Wykorzystanie takiej energii oferuje realny sposób na znaczne przekroczenie limitów mocy baterii dla urządzeń wszczepialnych i noszonych na ciele. W tym badaniu zaprojektowano kompletny system do wytwarzania energii elektrycznej podczas chodzenia ludzi, a następnie bezprzewodowego przesyłania wytworzonej energii na zamierzoną odległość w celu naładowania przenośnego urządzenia bez konieczności zastępowania źródeł zasilania. Lead Zerconate Titanate (PZT)-5H został wdrożony ze spersonalizowanymi specyfikacjami, aby oszacować i zebrać energię w jednym kroku. Otrzymane wyniki doświadczalne energii wytworzonej i zmagazynowanej przy zastosowaniu proponowanej konstrukcji zgadzają się z wynikami teoretycznymi uzyskanymi w wyniku obliczeń. Konieczne są dalsze badania w celu ulepszenia proponowanego systemu.
Rocznik
Strony
128--131
Opis fizyczny
Bibliogr. 24 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Medical Engineering Department, Faculty of Engineering, Al-Ahliyya Amman University, Amman, 19328, Jordan
  • Medical Engineering Department, Faculty of Engineering, Al-Ahliyya Amman University, Amman, 19328, Jordan
  • Department of Networks and Information Security, Faculty of Information Technology, Al-Ahliyya Amman University, Amman, 19328, Jordan
  • Medical Engineering Department, Faculty of Engineering, Al-Ahliyya Amman University, Amman, 19328, Jordan
Bibliografia
  • [1] P. N. M. Kamal and N. Buniyamin, "Using Piezoelectric Elements as Footsteps Energy Harvester: an Investigation", in 2018 IEEE 8th International Conference on System Engineering and Technology (ICSET), 2018, pp. 1-6.
  • [2] J. Zhao and Z. You, "A shoe-embedded piezoelectric energy harvester for wearable sensors", Sensors, vol. 14, pp. 12497-12510, 2014.
  • [3] I. Izadgoshasb, Y. Y. Lim, N. Lake, L. Tang, R. V. Padilla, and T. Kashiwao, "Optimizing orientation of piezoelectric cantilever beam for harvesting energy from human walking", Energy Conversion and Management, vol. 161, pp. 66-73, 2018.
  • [4] C. Dagdeviren, Z. Li, and Z. L. Wang, "Energy harvesting from the animal/human body for self-powered electronics", Annual review of biomedical engineering, vol. 19, pp. 85-108, 2017.
  • [5] N. P. Shetti, A. Mishra, S. Basu, R. J. Mascarenhas, R. R. Kakarla, and T. M. Aminabhavi, "Skin-patchable electrodes for biosensor applications: a review", ACS Biomaterials Science & Engineering, vol. 6, pp. 1823-1835, 2020.
  • [6] C. Dagdeviren, P. Joe, O. L. Tuzman, K.-I. Park, K. J. Lee, Y. Shi, et al., "Recent progress in flexible and stretchable piezoelectric devices for mechanical energy harvesting, sensing and actuation", Extreme mechanics letters, vol. 9, pp. 269-281, 2016.
  • [7] C. Lü, Y. Zhang, H. Zhang, Z. Zhang, M. Shen, and Y. Chen, "Generalized optimization method for energy conversion and storage efficiency of nanoscale flexible piezoelectric energy harvesters", Energy Conversion and Management, vol. 182, pp. 34-40, 2019.
  • [8] D. Ma, G. Lan, W. Xu, M. Hassan, and W. Hu, "Simultaneous energy harvesting and gait recognition using piezoelectric energy harvester", IEEE Transactions on Mobile Computing, 2020.
  • [9] V. Mohankumar and G. Jayaramaiah, "Simulation of Gait Based Wearable Energy Harvesting using Human Movement"
  • [10] H. Shi, S. Luo, J. Xu, and X. Mei, "Hydraulic system based energy harvesting method from human walking induced backpack load motion", Energy Conversion and Management, vol. 229, p. 113790, 2021.
  • [11] X. Zhou, G. Liu, B. Han, L. Wu, and H. Li, "Design of a Human Lower Limbs Exoskeleton for Biomechanical Energy Harvesting and Assist Walking", Energy Technology, vol. 9, p. 2000726, 2021.
  • [12] Z. Yin, S. Gao, L. Jin, S. Guo, Q. Wu, and Z. Li, "A shoe-mounted frequency up-converted piezoelectric energy harvester", Sensors and Actuators A: Physical, vol. 318, p. 112530, 2021.
  • [13] D. A. Winter, Biomechanics and motor control of human gait: normal, elderly and pathological, 1991.
  • [14] S. Winiarski and A. Rutkowska-Kucharska, "Estimated groundreaction force in normal and pathological gait", Acta of Bioengineering & Biomechanics, vol. 11, 2009.
  • [15] R. Knoblauch, M. Pietrucha, and M. Nitzburg, "Study compares older and younger pedestrian walking speeds", in Road Manage. Eng. J., ed, 1996.
  • [16] J. F. Antaki, G. E. Bertocci, E. C. Green, A. Nadeem, T. Rintoul, R. L. Kormos, et al., "A gait-powered autologous battery charging system for artificial organs", ASAIO journal (American Society for Artificial Internal Organs: 1992), vol. 41, pp. M588-95, 1995.
  • [17] L. Wafai, A. Zayegh, J. Woulfe, S. M. Aziz, and R. Begg, "Identification of foot pathologies based on plantar pressure asymmetry", Sensors, vol. 15, pp. 20392-20408, 2015.
  • [18] A. Mohd Said, M. Justine, and H. Manaf, "Plantar pressure distribution among older persons with different types of foot and its correlation with functional reach distance," Scientifica, vol. 2016, 2016.
  • [19] W. Likun, Q. Lei, Z. Chao, and L. Li, "Analyses for Thickness Vibration of Piezoelectric Ring", Ferroelectrics Letters Section, vol. 40, pp. 56-64, 2013.
  • [20] S. Roundy and P. K. Wright, "A piezoelectric vibration based generator for wireless electronics", Smart Materials and structures, vol. 13, p. 1131, 2004.
  • [21] M. Kesler, "Highly resonant wireless power transfer: safe, efficient, and over distance", Witricity corporation, pp. 1-32, 2013.
  • [22] A. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J. D. Joannopoulos, P. Fisher, and M. Soljačić", Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances," science, vol. 317, pp. 83-86, 2007.
  • [23] A. Karalis, J. D. Joannopoulos, and M. Soljačić, "Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer", Annals of physics, vol. 323, pp. 34-48, 2008.
  • [24] J. D. Joannopoulos, A. Karalis, and M. Soljacic, "Wireles
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-193f5128-6c48-400f-9c03-21ae44062429
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.